【正文】 最后，我要感謝所有在這個(gè)課程設(shè)計(jì)中給我?guī)椭娜恕＿@對(duì)于我的工作，既是鼓勵(lì)，又是鞭策。在她的悉心指導(dǎo)下，我才得以順利的完成本設(shè)計(jì)。我也會(huì)在今后更多的時(shí)間學(xué)習(xí)各種新知識(shí)。雖然，在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中克服了很多困難，解決了不少問(wèn)題，但是我堅(jiān)持到底，盡自己的力量做到最好。通過(guò)做課程設(shè)計(jì)，我從中得了不少收獲。通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用MATLAB/SIMULINK對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行仿真。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，并與同學(xué)交流，分析、整理和研究課題，先確立了設(shè)計(jì)基本思路，遇到問(wèn)題及時(shí)與同學(xué)溝通，在老師、同學(xué)的指點(diǎn)和自己的努力下，最后完成了整個(gè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的主要工作是設(shè)計(jì)直流調(diào)速控制器的電路，設(shè)計(jì)的電路都是模擬電路，詳細(xì)地介紹了器件的保護(hù)、電流調(diào)調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器以及晶閘管的觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，當(dāng)然還有其它電路的設(shè)計(jì)，最后得到整個(gè)調(diào)速控制的電路原理圖。以上一些原因,在應(yīng)用工程設(shè)計(jì)方法時(shí)應(yīng)該注意的, 以減小理論設(shè)計(jì)與實(shí)際之間的差距。 （3）添了微分負(fù)反饋使得快速的達(dá)到穩(wěn)態(tài)值，超調(diào)量也減少。如: 可控硅觸發(fā)和整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K S 和失控時(shí)間 , 這些都是非線(xiàn)性參數(shù), 但在仿真中被近似看作常數(shù)。 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)時(shí)將電流閉環(huán)從二階振蕩環(huán)節(jié)近似地等效為一階慣性環(huán)節(jié)等。例如: 將可控硅觸發(fā)和整流環(huán)節(jié)近似地看作一階慣性環(huán)節(jié), 設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)不考慮反電勢(shì)變化的影響。另外從圖中也可以看到，系統(tǒng)是無(wú)靜差運(yùn)行的，符合設(shè)計(jì)的要求。轉(zhuǎn)速達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，系統(tǒng)無(wú)靜差運(yùn)行，其中在5秒的時(shí)候輸入一個(gè)負(fù)載擾動(dòng)量，速降達(dá)到了。( 雙閉環(huán)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出仿真圖形)。通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)仿真的轉(zhuǎn)速超調(diào)量大于設(shè)定值，所以在仿真中通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋環(huán)節(jié)來(lái)抑制超調(diào)。但是通過(guò)仿真得到的轉(zhuǎn)速超調(diào)量很大，不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的估計(jì)值，原因可能是還有一些因素沒(méi)有考慮到，比如電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是理想化的，應(yīng)該有其他的因素影響，這是設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮到的，而且計(jì)算得到的是近似值，通過(guò)的是工程設(shè)計(jì)方法，與實(shí)際還是有誤差的。13V。首先建立雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，可以參考該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)形式，：( 雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)框圖)。 系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖35所示:(圖3－5 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖)其中 KN/=RN/R0—速度調(diào)節(jié)器的靜態(tài)放大倍數(shù) KI/=RI/R0—電流調(diào)節(jié)器的靜態(tài)放大倍數(shù) KS=△Ud/△UK=40 α=Ufn/n=Ugn/n= β=Ufi/Id=8/15=由圖3－5易得如下方程:△Un=Un*Un,Ui*=KN/△Un,△Ui=Ui*βId,Uct=KI/△Ui整理后能夠得到系統(tǒng)的靜特性方程為: (323)其中 K=KN/KI/KSα/Ce—系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益靜態(tài)速降為: (324)設(shè)計(jì)要求滿(mǎn)足的靜差率為s≤4%.調(diào)速范圍D,靜差率s與靜態(tài)速降△ned的關(guān)系為:△ned=neds/D(1s)即 △ned=1500*() 為系統(tǒng)所能允許的靜態(tài)速降。 (322)式中KP/=Ri//R0，ρ=(R1+R’1)/R11,τ1=R1C1。 τn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù). 這樣,調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 (316)其中,轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益 KN =KnаR/(τnβCeTm) (317)上述近似的假定條件如下(1) ω≤1/(5T∑I)=[見(jiàn)(311)](2)小時(shí)間常數(shù)近似條件: (318) 轉(zhuǎn)速環(huán)的性能指標(biāo) 轉(zhuǎn)速環(huán)的跟隨性能指標(biāo)= 因?yàn)? (319) 轉(zhuǎn)速環(huán)的抗擾性能指標(biāo)（1）突加負(fù)載的動(dòng)態(tài)速降指標(biāo)：，有，所以 （320）因此 （321）（2）恢復(fù)時(shí)間指標(biāo)：根據(jù)“典型Ⅱ型系統(tǒng)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)關(guān)系”表， ，而 系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標(biāo)F分析 近似的PI調(diào)節(jié)器近似的PI調(diào)節(jié)器及對(duì)數(shù)幅頻特性如圖34所示： （圖34 近似調(diào)節(jié)器及對(duì)數(shù)幅頻特性）a)近似調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖 b)近似調(diào)節(jié)器的對(duì)數(shù)幅頻特性在RC1兩端并接一個(gè)電阻R1/，其值一般為若干MΩ，這樣就形成了近似的PI調(diào)節(jié)器，或稱(chēng)“準(zhǔn)PI調(diào)節(jié)器”。由“振蕩指標(biāo)法”中所用的閉環(huán)幅頻特性峰值Mr最小準(zhǔn)則，對(duì)于一定的h值，只有一個(gè)確定的ωc(或K)，可以得到最小的閉環(huán)幅頻特性峰值Mrmin，這時(shí)ωc和ω1，ω2之間的關(guān)系是 ω2/ωc = 2h/(h+1) (39) ωc/ω1 = (h+1)/2 (310)而 ω1+ω2 = 2ωc/(h+1)+2hωc/(h+1)=2ωc 因此 ωc=(1/2)(ω1+ω2)=(1/2)(1/τ+1/T) (311)對(duì)應(yīng)的最小M峰值是 Mrmin=(h+1)/(h1) (312)確定了h和ωc以后,可以很容易的計(jì)算τ和K。從頻率特性上還可看出，由于T一定，改變?chǔ)泳偷扔诟淖兞酥蓄l寬h；在τ確定以后，再改變K相當(dāng)于是開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性上下平移，從而改變了截止頻率ωc。 典型Ⅱ型系統(tǒng)參數(shù)和性能指標(biāo)的關(guān)系為了分析方便起見(jiàn)，引入一個(gè)新的變量h，令 h=τ/T=ω2/ω1 (38)h是斜濾為20dB/dec的中頻斷的寬度(對(duì)數(shù)坐標(biāo))，稱(chēng)作“中頻寬”。2). ST飽和時(shí)，速度環(huán)退飽和超調(diào)量不大。把給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改為U*n(s)/α；再把時(shí)間常數(shù)為T(mén)on和2T∑i的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來(lái)，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為T(mén)∑n的慣性環(huán)節(jié)，且T∑n=Ton+2T∑I,，則轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)圖可轉(zhuǎn)化成圖33（b）。為了讓調(diào)節(jié)器零點(diǎn)對(duì)消掉控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)極點(diǎn)，選擇=TL, 則電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖可以化簡(jiǎn)為圖32：（圖32 電流環(huán)簡(jiǎn)化成典Ⅰ系統(tǒng)） ACR參數(shù)的計(jì)算 計(jì)算時(shí)間常數(shù)和比例系數(shù)電流調(diào)節(jié)器積分時(shí)間常數(shù): τI =Tl 電流開(kāi)環(huán)增益: 要求σi%≤5%, 應(yīng)取因此 KI = ∑i電流反饋系數(shù)β